太湖稻麥輪作農田減施磷肥盆栽試驗研究

盧亞男，汪　玉，王慎強*，朱文彬，3，趙　旭，程　誼，李國華

（1.南京農業大學理學院，南京210095；2.土壤與農業可持續發展國家重點實驗室，土壤環境與污染修復重點實驗室，中國科學院南京土壤研究所，南京210008；3.安徽農業大學資源與環境學院，合肥230036）

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太湖稻麥輪作農田減施磷肥盆栽試驗研究

盧亞男1，2，汪玉2，王慎強2*，朱文彬2，3，趙旭2，程誼2，李國華1*

（1.南京農業大學理學院，南京210095；2.土壤與農業可持續發展國家重點實驗室，土壤環境與污染修復重點實驗室，中國科學院南京土壤研究所，南京210008；3.安徽農業大學資源與環境學院，合肥230036）

摘要：選擇江蘇常熟富磷、中磷、缺磷三個磷水平水稻土，通過盆栽試驗研究稻麥輪作農田稻季不施磷的減磷措施的可行性。實驗分四個不同處理：麥季施磷稻季不施磷（PW）、稻季施磷麥季不施磷（PR）、稻麥季均施磷（PR+W，目前農民施肥方式）以及稻麥季均不施磷（Pzero）。四年八季試驗結果表明：與PR+W處理相比，無論是富磷、中磷以及缺磷土壤中，PW處理下的作物產量均無顯著性差異，卻顯著提高四年稻麥輪作周期內的磷肥表觀利用率（富磷、中磷以及缺磷三種土壤上分別高出4.21%、17.3%、18.5%），同時土壤速效磷含量累積下降20%～60%。然而，與PR+W處理相比，PR處理在缺磷土壤上作物產量下降了75%（P＜0.05）。四年盆栽試驗結果表明，稻麥輪作農田在土壤磷素供應水平中等及以上條件下，通過稻季不施磷的措施來達到稻麥輪作農田減磷的效果在理論上具有可行性，可以保證作物較高產量水平和土壤磷素的環境安全。

關鍵詞：水旱輪作；稻季不施磷；產量；磷肥利用率；速效磷

盧亞男，汪玉，王慎強,等.太湖稻麥輪作農田減施磷肥盆栽試驗研究[J].農業環境科學學報, 2016, 35（3）：507-513.

LU Ya-nan, WANG Yu, WANG Shen-qiang, et al. Reduced P fertilization for rice/wheat rotation in Taihu Lake region[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2016, 35（2）: 507-513.

磷是生命必需元素之一，能夠保證作物產量的關鍵營養。充足的磷營養供應能夠顯著促進小麥、水稻等作物的分蘗和根系的生長，增加植株的干物質質量，同時也能影響光合作用和光合產物的分配，保障高產[1]。然而，長期、過量施用磷肥將導致土壤磷庫出現盈余，使磷肥利用效率下降，造成資源浪費的同時也加大了環境風險[2]。太湖流域人口密度大，農業高度集約化，化肥的高投入致使土壤磷的輸入量遠大于輸出量[3]。近20年來太湖流域農田土壤中磷素含量不斷升高并出現盈余，而農民仍普遍過量施用磷肥（主要是因施用高濃度復合肥而被動施入），對磷資源和太湖流域水環境造成了雙重壓力[4-7]。

本文主要通過麥季施磷稻季不施磷的方式探討稻麥輪作農田減磷的有效方案。稻季不施磷的依據是目前稻麥農田土壤磷素累積已達相當水平，而在淹水狀態還原條件下，土壤難溶性磷會向水溶性以及其他易被作物吸收利用的形態轉化，使磷素有效性提高[8]。

1　材料與方法

1.1供試土壤

供試土壤為江蘇常熟水稻土，包括烏沙土（C-H）、烏黃泥土（C-M）、烏柵土（C-L），其基本理化性質見表1。若以土壤速效磷＞20、10～20、＜10 mg·kg-1分別作為富磷、中磷、缺磷的標準，則C-H（速效磷含量43.9 mg·kg-1）為富磷土壤、C-M（速效磷含量16.3 mg·kg-1）為中磷土壤、C-L（速效磷含量6.16 mg·kg-1）為缺磷土壤。

1.2盆栽試驗

選取上述三種磷含量水平水稻土進行稻麥輪作溫室盆栽試驗。試驗始于2009年稻季，終于2013年麥季，共計四年八季。每種水稻土設4個處理，包括麥季施磷稻季不施磷（PW，簡稱麥季施磷）、稻季施磷麥季不施磷（PR，簡稱稻季施磷）、稻季麥季均施磷（PR+ W，目前農民施磷習慣，作為對照）以及稻季麥季均不施磷（Pzero，空白），每個處理均3個平行。采用直徑20 cm、高24 cm的聚氯乙烯（PVC）盆，供試土壤每盆6 kg。施磷處理中磷肥（KH2PO4）每季按每6 kg土壤1 g P2O5施用；氮肥（尿素）每季按每6 kg土壤1.1 g N施用，40 %施作基肥，30 %在分蘗期追施，余下30%在抽穗期追施；鉀肥（氯化鉀）每季按每6 kg土壤1 g K2O施用。施用磷肥的處理中磷肥、鉀肥以及40%氮肥均在作物種植之前作為基肥施入土壤；不施磷肥的處理中鉀肥以及40%氮肥均在作物種植之前作為基肥施入土壤。在水稻生長季，除了季節中期的落干（持續一周時間，用來提高水稻根增長和在分蘗期有效分蘗），其余時間保持土壤淹水狀態（水深5 cm）。小麥生長季土壤的持水量在60%～70%之間，采用人工灌溉方式。

1.3樣品分析

每季作物收獲后，選取地表以上作物植株，秸稈和籽粒分離烘干，分別稱重，粉碎后測全磷。采用X形線段布置采樣點，取0～20 cm表層土壤樣品50 g，進行土壤混合，風干磨碎過篩（20目），室溫下保存供分析測試[9-11]。植株樣品全磷含量采用H2SO4-H2O2熔融提取，鉬藍比色，紫外分光光度計（UV mini-1240）法測定。土壤pH采用1：2.5（W/V）土水比、Thermo ORION STAR A211型pH計測定；土壤有機碳采用Leco CN-2000分析儀測定；土壤全氮采用凱式定氮法測量；土壤速效磷采用NaHCO3（pH8.5）浸提、鉬藍比色法測定；CEC采用乙酸銨交換法測定；土壤全鉀采用火焰原子吸收法測定。

1.4數據分析

實驗數據采用Origin 8.0作圖分析用SPSS 16.0進行單一因素分析（P＜0.05）以及雙因素分析（P＜0.001）。

表1　供試土樣基本理化性質Table 1 Properties of tested soils

2　結果與討論

2.1作物產量響應

不同施磷處理作物產量具有顯著性差異（P＜0.05），如圖1、圖2所示。不同磷含量水平以及磷處理在四年稻麥輪作周期內對作物產量有極顯著相關性（P＜0.001，表2）。四年盆栽試驗結果表明，無論富磷、中磷還是缺磷土壤，PW處理的作物秸稈及籽粒產量與傳統施肥方式PR+W處理比較無顯著性差異（表3）。富磷、中磷以及缺磷土壤中，PW處理四年八季作物秸稈及籽粒的累積產量分別為809、681、676 g·盆-1，而PR+W處理的產量分別為808、602、702 g·盆-1。

圖1　不同磷水平土壤中施磷處理中植株產量Figure 1 Crop yields under different P fertilization treatments and soil P levels

圖2　不同磷水平土壤中施磷處理作物籽粒和秸稈八季累積產量Figure 2 Cumulative grain yields and aboveground biomass of crops from 2009 to 2013

表2　不同磷水平、磷處理以及時間與作物產量、總磷以及速效磷的交互作用Table 2 Interaction between P-level，P-treatment，and growing time and crop yield，total P and Olsen-P

與PR+W處理相比，不同磷水平土壤PR處理在四年稻麥輪作周期內具有顯著性差異（P＜0.001）。PR處理在富磷及中磷含量水平的土壤上，其作物產量無顯著性差異。但對缺磷土壤來說，作物產量顯著降低（P＜0.05），秸稈與籽粒產量分別下降了75%和76%左右。而Pzero處理中，在三種磷水平土壤上作物產量均呈顯著下降趨勢（P＜0.05），且中磷和缺磷土壤的植株無籽粒產量，表明稻麥均不施磷導致了土壤磷素虧損，供磷不足，嚴重影響產量。

不同磷含量水平的土壤中不同磷處理在四年稻麥輪作周期內與作物產量有極顯著相關性（P＜0.001，表2）。從四年產量結果看出，在三個不同磷含量水平土壤上，麥季施磷稻季不施磷對水稻和小麥產量均無顯著影響。究其原因，水稻土是在人為水肥管理條件下形成的耕作土壤，其物理和化學性質具有特殊性，淹水條件下土壤磷素形態會發生轉化，促進Fe-P等形態的溶解，提高土壤磷素有效性[12]。這也是作為對照試驗的Pzero處理中，中磷以及缺磷土壤中水稻仍有產量，而小麥在后期出現無籽粒產量的原因。Singh 等[13]研究表明，相對于小麥，水稻施磷過量一方面會導致更多的磷被土壤吸附固定，另一方面也會導致磷肥在土壤中的徑流，降低磷肥利用率和經濟效應。鑒于此，本文采取稻季不施磷的減磷措施，能充分利用稻季淹水狀態下土壤中釋放的磷，達到穩產的目的。

表3　不同磷處理在不同磷水平以及輪作時間內與籽粒產量的交互作用Table 3 Interaction between grain yields in different P-treatments

圖3　不同磷肥處理下的三種土壤四年稻麥輪作的植株籽粒和秸稈全磷含量Figure 3 Variations in total phosphorus concentrations in grains and straws of crops in three paddy soils with different phosphorus fertilization over 4 years of rice/wheat rotation

2.2植物對土壤磷肥利用的響應

植物體全磷是衡量作物對土壤磷素吸收效率的指標。由圖3可以看出，各處理間作物籽粒及秸稈中的全磷含量在富磷土壤中沒有顯著差異，但在中磷以及缺磷土壤中，施磷顯著增加了作物籽粒及秸稈中的全磷含量（P＜0.05）。不同磷含量水平以及磷處理與作物全磷吸收有極顯著相關性（P＜0.001，表2）。在中磷和缺磷土壤中，PW處理下，植株全磷無論是籽粒還是秸稈均高于其余三種處理，四年稻季全磷含量高于麥季，說明淹水狀態下土壤中的磷能夠被有效利用。另外，對于植物對磷的吸收量而言，植株吸收的土壤磷素大部分分布于籽粒中，一般占到植物吸收量的65%～90%，說明植株對磷的吸收首先用于籽粒，而且土壤的含磷量越高植株總的含磷量越高。王偉妮等[14]也得出類似結論，即水稻植株吸收的磷有72%～75%存在于籽粒中，只有25%～28%存在于莖稈中。

根據植株全磷可以計算得出四年稻麥輪作周期的作物磷肥表觀利用率（圖3、圖4）。

圖4　不同磷肥處理下的三種土壤植株磷肥利用率Figure 4 Utilization efficiencies of phosphorus fertilizer in crops under different phosphorus fertilization over 4 years of rice/wheat rotation

磷肥表現利用率（%）=（W-Wzero）/W投入×100

式中：W表示四年稻麥輪作周期內施磷處理中作物吸收的全磷總量，mg·g-1；Wzero表示四年稻麥輪作周期內不施磷處理中作物吸收的全磷總量，mg·g-1；W投入表示四年稻麥輪作周期內投入土壤的磷肥總量，mg·g-1。

對于這三個不同含磷水平土壤，土壤磷含量越高，作物對磷的利用率越低。PR+W處理下四個稻麥輪作周期磷肥利用率在中磷土壤和缺磷土壤上分別為19.8%、31.3%，而在富磷土壤上僅為8.65%（圖4）。張愛君等[15]研究了淮北黃潮土長期玉米小麥輪作的磷肥肥效，11年（1985—1995年）試驗結果表明：小麥的磷肥肥效與土壤速效磷的含量具有極顯著相關性。在速效磷＜15 mg·kg-1時，磷肥肥效明顯，當速效磷≥25.3 mg·kg-1時，施磷無效。傅明華等[16]在水旱輪作系統上的研究也證實了這一點。章明清等[17]和程明芳等[18]研究時也發現類似結果。

PW處理下，植株對土壤的四年稻麥輪作周期磷肥利用率相對于傳統的PR+W處理，在富磷、中磷以及缺磷三種土壤上分別高出4.21%、17.3%、18.5%。以第一年稻麥輪作為例，PW處理中植物磷肥表觀利用率在富磷土壤、中磷土壤以及缺磷土壤中分別為4.75%、3.24%以及9.89%；PR+W處理中磷肥表觀利用率則分別為2.64%、7.12%以及9.27%；然而進行至第四年稻麥輪作周期時，PW處理中植物磷肥表觀利用率在富磷土壤、中磷土壤以及缺磷土壤中分別上升至22.4%、74.9%以及78.8%；PR+W處理中磷肥表觀利用率則分別為9.43%、30.2%以及43.5%。稻季不施磷較目前的季季施磷方式可顯著提高磷肥利用率，而在單季施磷處理中，三種不同含磷土壤的PW處理的磷肥利用率均高于PR處理。

2.3土壤速效磷含量變化

土壤速效磷是土壤中最易被植物吸收的磷。當磷肥施入土壤中，大部分被土壤固定，磷的當季利用率很低，大多僅在10%～25%之間[12]，土壤本身的供磷能力顯著影響作物的磷素吸收，土壤速效磷的含量最能反映土壤施肥后對植物的作用以及施肥合理性[19-21]。另外，水旱輪作體系的干濕交替過程有利于土壤有效磷含量的提高[13,22]。

如圖5所示，在不同施磷處理下，土壤速效磷累積具有顯著性差異（P＜0.05）。不同磷含量水平的土壤中，不同磷處理在四年稻麥輪作周期內與土壤速效磷含量有極顯著相關性（P＜0.001，表2）。無論富磷、中磷還是缺磷土壤，PR+W處理下，土壤速效磷累積含量均為最高。相反，若稻季麥季均不施磷，土壤速效磷則呈明顯的下降趨勢，以富磷土壤為例，四年速效磷含量由開始的43.9 mg·kg-1下降至8.28 mg·kg-1。在減磷處理措施下，無論是PR還是PW處理，試驗周期內土壤速效磷含量累積變化不大，富磷土壤速效磷含量在初始含量50 mg·kg-1上下波動；對中磷、缺磷土壤，速效磷穩定在20 mg·kg-1左右，但和PR+W處理相比較，減磷處理的土壤速效磷累積量明顯降低。一般情況下，當土壤速效磷含量較低時，土壤磷素隨徑流流失的量受速效磷含量影響微乎其微，但超過某一臨界值時便迅速增加，這個臨界值被稱為磷素的環境警戒值[24]。根據曹志洪等[24]的研究結果，太湖地區水稻土的磷素環境閾值為25～30 mg·kg-1，表明無論富磷土壤、中磷土壤還是缺磷土壤，持續的稻麥輪作連續施用磷肥均有可能導致磷的積累而超出環境閾值。目前該地區土壤磷速效含量與第二次土壤普查結果相比增加顯著，不同類型的水稻土增幅在15%～579%之間[25]，土壤磷累積已達相當水平。目前的施磷量和施磷方式既浪費資源也有環境壓力，因此尋求減磷措施是必要的。綜合分析作物的產量表現以及土壤速效磷累積可以看出，與目前農民稻麥季都施磷的農田施肥措施相比較，麥季施磷稻季不施磷既可滿足兩季作物生長的需求，保證產量，同時也可減少土壤速效磷的累積風險。

圖5　不同施磷肥處理的土壤速效磷累積變化Figure 5 Soil Olsen-P accumulation in different phosphorus fertilization

3　結論

四年稻麥輪作中，麥季施磷稻季不施磷與稻麥均施磷相比較，作物秸稈及籽粒產量在高、中、低磷水平土壤中均無顯著性差異，但前者卻提高了磷肥利用率，并且明顯降低了土壤速效磷的累積，減輕了土壤磷流失的環境風險。亦即，稻麥輪作農田在土壤磷素供應水平中等條件下，通過麥季施磷稻季不施磷的措施來達到稻麥輪作農田減磷的效果在理論上具有可行性，可以保證作物較高產量水平和土壤磷素的環境安全。

參考文獻：

[1]何丹,張錫洲,李廷軒,等.稻種資源的磷利用效率差異及其分類評價[J].中國土壤與肥料, 2012（3）：70-76 HE Dan, ZHANG Xi-zhou, LI Ting-xuan, et al. The difference of utilization efficiency and classified evaluation of the phosphorus of rice germplasm resources[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2012（3）：70-76

[2]劉付程,史學正,潘賢章,等.太湖流域典型地區土壤磷素含量的空間變異特征[J].地理科學, 2003, 23（1）：77-81. LIU Fu-cheng, SHI Xue-zheng, PAN Xian-zhang, et al. Characteristics of spatial variability of total phosphorus in soil of the typical area of Taihu Lake Watershed[J]. Scientia Geographica Sinica, 2003, 23（1）：77-81.

[3]魯如坤,劉鴻翊.我國典型地區農業生態系統養分循環和平衡現狀[J].土壤通報, 1996, 27（5）：193-196. LU Ru-kun, LIU Hong-xu. The nutrient cycling and balanced status of our country's typical regional farm system[J]. Chinese Journal of Soil Science, 1996, 27（5）：193-196.

[4]汪玉,趙旭,王磊,等.太湖流域稻麥輪作農田磷素累積現狀及其環境風險與控制對策[J].農業環境科學學報, 2014, 33（5）：829-835. WANG Yu, ZHAO Xu, WANG Lei, et al. The current accumulated situation of phosphorus and environmental risk and control counter measure of the paddy wheat rotation in Taihu Lake region[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2014, 33（5）：829-835.

[5]張煥朝,張紅愛,曹志洪.太湖地區水稻土磷素徑流流失及其Olsen磷的“突變點”[J].南京林業大學學報（自然科學版）, 2004, 28（5）：6-10. ZHANG Huan-chao, ZHANG Hong-ai, CAO Zhi-hong. Research on phosphorus runoff losses from paddy soils in the Taihu Lake region and its Olsen-P "change-point"[J]. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition）, 2004, 28（5）：6-10.

[6]高超,張桃林.太湖地區農田土壤磷素動態及流失風險分析[J].農村生態環境, 2000, 16（4）：24-27. GAO Chao, ZHANG Tao-lin. Agricultural soil phosphorus dynamics in Taihu Lake Watershed and its environmental impact[J]. Rural Eco-Environment, 2000, 16（4）：24-27.

[7]秦偉,陸歡歡,王芳,等.太湖流域典型農田系統土壤中磷的流失[J].江蘇農業科學, 2012, 40（6）：321-323. QIN Wei, LU Huan-huan, WANG Fang, et al. The leach of phosphorus in soil of typical farm system in Taihu Lake region[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2012, 40（6）：321-323.

[8]陳祥,朱昌鋒.淹水與風干過程中土壤有效磷含量變化研究[J].南方農業, 2007, 1（6）：4-6. CHEN Xiang, ZHU Chang-feng. The research to the change of Olsen-P in soil in the process of flood and air drying[J]. South China Agriculture,2007, 1（6）：4-6.

[9]陳國孟,魯如坤.關于測定土壤有效磷總量的研究[J].土壤學報, 1993, 30（4）：380-389. CHEN Guo-meng, LU Ru-kun. The research about the measure of the volume of Olsen-P in soil[J]. Acta Pedologica Sinica, 1993, 30（4）：380-389.

[10]史陶鈞,朱蔭湄,魯如坤.酸性水稻土有效磷測定方法的研究[J].土壤學報, 1979, 16（4）：409-413. SHI Tao-jun, ZHU Yin-mei, LU Ru-kun. The research about the method of measuring the Olsen-P of acidity paddy soil[J]. Acta Pedologica Sinica, 1979, 16（4）：409-413.

[11]魯如坤.土壤農業化學分析方法[M].北京：中國農業科技出版社, 1999. LU Ru-kun. Chemical analysis of agricultural soil[M]. Beijing：China Agricultural Science and Technology Press, 1999.

[12]魯如坤.土壤-植物營養學原理和施肥[M].北京：化學工業出版社, 1998. LU Ru-kun. Principles of soil and plant nutrition and fertilizer[M]. Beijing：Chemical Industry Press, 1998.

[13] Dobermann A, Bronson K F，Khind C S, et al. Optimal phosphorus management strategies for wheat-rice cropping on a loamy sand[J]. Soil Science Society American Journal, 2000, 64（4）：1413-1422.

[14]王偉妮,魯劍巍,魯明星,等.湖北省早、中、晚稻施磷增產效應及磷肥利用率研究[J].植物營養與肥料學報, 2011, 17（4）：795-802. WANG Wei-ni, LU Jian-wei, LU Ming-xing, et al. The research about the yield-increasing effect and utilization efficiency of the phosphorus fertilization in early, middle and late rice in Hubei Province[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2011, 17（4）：795-802.

[15]張愛君,張明普.淮北黃潮土長期輪作的磷肥合理施用[J].安徽農業大學學報, 2000, 27（4）：336-339. ZHANG Ai-jun, ZHANG Ming-pu. The proper application of phosphate fertilizer of long-term rotation cropping of yellow moist soil in Huaibei[J]. Journal of Anhui Agricultural University, 2000, 27（4）：336-339.

[16]傅明華,戴朱恒,承友松,等.磷肥在水旱輪作周期中的效果及應用[J].上海農業學報, 1987, 3（1）：79-86. FU Ming-hua, DAI Zhu-heng, CHENG You-song, et al. The Application of P fertilizer in rice-barley rotation cropping system[J]. Acta A-griculture Shanghai, 1987, 3（1）：79-86.

[17]章明清,李娟,孔慶波,等.不同磷肥用量對菜稻輪作土壤磷肥利用率的影響[J].土壤通報, 2013, 44（4）：952-955. ZHANG Ming-qing, LI Juan, KONG Qing-bo, et al. The influence to the efficiency of phosphorus fertilizer in rotation of rice and vegetable soil of different dosage[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2013, 44 （4）：952-955.

[18]程明芳,何萍,金繼運.我國主要作物磷肥利用率的研究進展[J].作物雜志, 2010（1）：12-14. CHENG Ming-fang, HE ping, JIN Ji-yun. The research progress of our country's staple crop[J]. Crops, 2010（1）：12-14.

[19]彭琳,楊平,劉耀宏,等.渭北高原旱地小麥化肥施用效果[J].干旱地區農業研究, 1986, 4（1）：32-39. PENG Lin, YANG Ping, LIU Yao-hong, et al. Effects of application of chemical fertilizers upon winter wheat in rainfed lands on Weibei highland[J]. Agricultural Research in the Arid Areas, 1986, 4（1）：32- 39

[20]李生秀,趙伯善.我國旱地土壤合理施肥之芻議[J].土壤通報, 1991, 22（4）：145-148. LI Sheng-Xiu, ZHAO Bo-Shan. Discussion on fertilizing reasonably in dryland soil in China[J]. Chinese Journal of Soil Science, 1991, 22（4）：145-148.

[21]李生秀.不同前作對磷肥后效的影響[J].西北農林科技大學學報：自然科學版, 1992, 20（增刊）：74-78. LI Sheng-xiu. The residual effect of phosphate fertilizer of different crops in calcareous soil[J]. Journal of Northwest A&F University（Natural Science Edition）, 1992, 20（Suppl）：74-78.

[22]趙營,王世榮,郭鑫年,等.施肥對水旱輪作作物產量、氮素吸收與土壤肥力的影響[J].中國土壤與肥料, 2012（6）：24-28. ZHAO Ying, WANG Shi-rong, GUO Xin-nian, et al. The effect of fertilization to the yield of rice-barley rotation cropping system, the absorption of P and soil fertility[J]. Soil and Fertilizer Sciences in China, 2012（6）：24-28.

[23] Edwards A C, Withers P J A. Soil phosphorus management and water quality：A UK perspective[J]. Soil Use and Management, 1998, 14: 124-130.

[24]曹志洪,林先貴,楊林章,等.論“稻田圈”在保護城鄉生態環境中的功能Ⅰ.稻田土壤磷素徑流遷移流失的特征[J].土壤學報, 2005, 42 （5）: 97-102. CAO Zhi-hong, LIN Xian-gui, YANG Lin-zhang, et al. Ecological function of "paddy field ring" to urban and rural environment：Ⅰ. Characteristics of soil P losses from paddy fields to waterbodies with runoff [J]. Acta Pedologica Sinica, 2005, 42（5）: 97-102.

[25]王慎強,趙旭,邢光熹,等.太湖流域典型地區水稻土磷庫現狀及科學施磷初探[J].土壤, 2012, 44（1）：158-162. WANG Shen-qiang, ZHAO Xu, XING Guang-xi, et al. The Pre-test of the actuality of the P pool of paddy soil and scientific P application in typical area in Taihu Lake region[J]. Soils, 2012, 44（1）：158-162.

Reduced P fertilization for rice/wheat rotation in Taihu Lake region

LU Ya-nan1,2, WANG Yu2, WANG Shen-qiang2*, ZHU Wen-bin1,3, ZHAO Xu2, CHENG Yi2, LI Guo-hua1*
（1.Nanjing Agricultural University College of Science, Nanjing 210095, China; 2.Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Nanjing 210008, China; 3.Anhui Agricultural University School of Resources and Environment, Hefei 230036, China）

Abstract：High inputs of P fertilizers to soils have caused P pollution in waters, especially in intensive farming areas. A pot experiment was carried out to explore the feasibility of omitting or reducing phosphorus（P）fertilizers for rice in rice/wheat rotation using paddy soils with three different Olsen-P levels（P-rich, P-medium, and P-deficient）soils from Taihu Lake region. Four P treatments, including P fertilization for wheat only（PW）, P fertilization for rice only（PR）, P fertilization for both rice and wheat（PR+W）, and no P for rice or wheat（Pzero）, were used. Compared with PR+W treatment, crop yields in PW had no significant difference in P-rich, P-medium and P-deficient soils, while P utilization efficiency was increased by 4.21%, 17.3% and 18.5%, respectively, but the concentration of Olsen-P in soils decreased by 20%～60%. However, PR treatment significantly reduced crop yields in P-deficient soil（P＜0.05）. Hence, P fertilization for wheat only（PW）in rice/wheat rotation is feasible while maintaining rice yield.

Keywords：rice-wheat rotation; P fertilization for wheat only; crop yield; P utilization efficiency; Olsen-P

*通信作者：王慎強E-mail：sqwang@issas.ac.cn；李國華E-mail：liguohua@njau.edu.cn

作者簡介：盧亞男（1992—），女，碩士研究生，主要從事農田磷循環和面源污染控制研究。E-mail：zoe_yanan@126.com

基金項目：國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）（2015CB150403）；中科院戰略性先導科技專項B（XDB15020402）；國家科技支撐計劃課題（2012BAD15B03）；國家重大水專項課題（2012ZX07101-004）；江蘇省農業科技自主創新資金項目[CX（15）1004]；國家自然科學基金面上項目（41571294）

收稿日期：2015-09-18

中圖分類號：X53

文獻標志碼：A

文章編號：1672-2043（2016）03-0507-07

doi:10.11654/jaes.2016.03.014